【电赛公开课】模拟电路基础知识讲座_第09课时_共射放大电路1

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查看: 16690回复: 5 发表于 2018-12-27 10:58:10   只看该作者
关于电赛公开课
《模拟电路基础知识讲座》由TI邀请青岛大学傅强老师录制,深入浅出的介绍了与模拟电路及电源相关的基础知识,帮助大家由浅入深地了解产品,更轻松的进行产品的选型和设计。
本课程共计80节视频内容,视频解析文字课40节,每周二、周四更新,欢迎同学观看学习。



1 共射放大电路一般性质
先看图1所示的电路,求解出输出电压表达式:
                                 (1)
                                 (2)
        (3)
                                          (4)
1) 使用式(2)就默认三极管是处于放大区,如果事后发现不是放大区,就需要重新计算。
2) 式(3)代表通过计算得出的输入输出电压关系,和这个电路名字叫什么没关系。
3) 式(4)是考察输入输出变化量(求导)时的关系,VCC和0.7等常数项都被消去。可以看出,输入输出信号之间存在反相比例关系。


图1 某三极管电路

图1所示的电路就是传说中的共射放大电路。我们可以给定一组参数,实际求解一下。VCC=15V;RE=2kΩ;RC=10kΩ;ui=2+sinωt。得:
             (5)

完全用画图板的手绘波形如图2所示,TINA仿真电路及波形如图3所示。

图2 手绘共射放大电路输入输出波形
                        
图3 共射放大电路的TINA仿真

1) 在电路分析中,波形分析法是十分“靠谱”的方法。绘制出电路中各节点的电压波形和回路的电流波形图代表着“我命由己不由天”的英雄气概。
2) 如图2所示,首先应画出横坐标和纵坐标。然后标定8.5V和15V两根横线。
3) 根据式(5),uo最大值为13.5V,最小值为3.5V,那么这两根横线也标定出来。
4) 根据式(5),当ωt=0.5π时,uO取最小值3.5V;当ωt=1.5π时,uO取最大值13.5V。画出uO波形。同理可以画出uI波形。


对图2进行分析可以发现很多有用信息:
1) 放大倍数为-5倍,这确实是一个“放大电路”。
2) uO的最大值和最小值没有超过0-15V的供电范围,这说明在整个ui输入信号范围,三极管既没有饱和也没有截止,一直工作在放大区。
3) 输入信号ui的最小值是1V,足够保证BE之间的二极管导通,也就是ib一直存在。否则三极管也一定会截止(没有ib就没有ic)。



2 放大电路的直流偏移
在很多时候,输入信号vI都是纯交流信号,输出信号vO也要求是纯交流信号。如何输入信号uI的2V直流偏移电压,又如何将输出信号中的8.5V直流偏移电压消去呢?参考图4所示:
1) 对于输入部分,一般不用2V直流电源来实现,因为代价太大。通常使用电阻分压来提供2V的直流偏置。
2) 在放大电路中,电解电容的作用一律看成是电池,我们所要做的就是计算出电容到底等效多少电压的电池。
3) uI如果是纯交流信号,每个周期它对电容C1充放电电荷相等,不影响C1上最终等效电池的电压。
4) R1和R2的分压将会对电容C1充电,从而将uI抬升所需要的电压再进入基极。
5) 对于输出部分,电解电容C2的作用也是等效为电池,uO偏移的8.5V电压会把电容C2充电为左正右负的8.5V电池,通过C2后的uO一定是纯交流。
6) 电容C2的作用叫隔直电容,从高通滤波的角度也可以解释。uO中纯直流电压当然无法通过C2所构成的高通滤波器。

利用TINA对图4所示电路进行仿真,可得电路各节点的电压波形,大家可以检验一下自己是否能徒手画出该波形。
图4 带直流偏置的共射放大电路仿真
  

以上就是本节公开课的全部内容,通过本节课程的学习,你收获了什么?
欢迎大家留言作答以下题目,答案将在下期公开课公布。在答案公布前作答正确的同学,还将获得5枚赫兹币奖励哦~

课后问答:
1、    三极管管压降UCE降到最低,IC仍达不到βIB,则三极管工作在什么状态(区)?
         参考答案:饱和区
2、    三极管恒流源电路中,能够做到恒流输出时,称之为工作在什么状态(区)?
         参考答案:放大区
3、    大容量电容在三极管放大电路中一般可以等效为什么器件?
         参考答案:电池
4、    共射放大电路中,以下说法是否正确:输出电容与负载构成高通滤波器,所以集电极输出中频率为零的直流成分无法通过电容。

         参考答案:正确

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二氧化硅

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沙发
发表于 2018-12-27 13:49:43   只看该作者
1.截止区
2.放大状态
3.大的电解电容可充当电池,起到储能作用
4.正确,电容隔直通交

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板凳
发表于 2018-12-29 11:38:57   只看该作者
截止区 、放大状态.......

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发表于 2019-1-3 10:51:57   只看该作者
liujie 发表于 2018-12-27 13:49
1.截止区
2.放大状态
3.大的电解电容可充当电池,起到储能作用

好可惜,就差一点。
发射结反偏,集电结也反偏是截止状态;发射结正偏,集电结也正偏是饱和状态。

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发表于 2019-1-3 19:03:57   只看该作者
admin 发表于 2019-1-3 10:51
好可惜,就差一点。
发射结反偏,集电结也反偏是截止状态;发射结正偏,集电结也正偏是饱和状态。 ...

学艺不精,见笑了,省懒没去翻书

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一粒轻沙

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发表于 2021-4-26 16:17:20   只看该作者

1.截止区
2.放大状态
3.大的电解电容可充当电池,起到储能作用
4.正确,电容隔直通交
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